影響標準孔板流量計測量準確度的因素
影響標準孔板流量計測量準確度的因素
隨著我國天然氣工業的不斷發展, 天然氣流量計量既是天然氣供需雙方貿易結算的依據, 又是生產部門用氣效率的技術指標。天然氣流量的準確計量是與供需雙方經濟效益密切相關的問題, 因此天然氣供需企業都很重視天然氣計量工作, 十分注意計量的準確度。
20 世紀初, 標準孔板流量計就應用于天然氣流量測量, 目前已成為最主要的天然氣流量計。據統計, 目前在國外孔板流量計約占天然氣流量計的60% , 而在國內占90% 以上。孔板流量計的主要特點為結構簡單, 加工安裝方便, 性能穩定可靠, 使用期限長, 價格低廉等。可以分別由不同廠家生產, 易于形成規模, 經濟效益高, 各部分組合非常靈活, 但是孔板流量計也存在一些缺點, 主要包括輸出信號為模擬信號, 重復性不高, 測量范圍窄, 壓損大, 現場安裝條件要求高。針對標準孔板流量計存在的問題, 分析影響測量準確度的主要因素, 提出了提高標準孔板流量計測量準確度的具體措施。
影響標準孔板流量計測量準確度的因素
標準孔板流量計由標準孔板節流裝置與測量差壓、溫度及相關參數的二次測量儀表、信號引線組成標準孔板流量計計量系統組成。正常情況下, 測量準確度能滿足SY/ T 6143 .. 1996《天然氣流量的標準孔板計量方法》標準的要求。在實際計量工作中, 影響天然氣流量測量準確度有以下幾種因素。
1、天然氣實際流動狀態對計量的影響根據SY/ T 6143 .. 1996《天然氣流量的標準孔板計量方法》規定, 氣流通過節流裝置的流動必須是保持亞音速穩定的或僅隨時間緩慢變化的單相牛頓流體。在氣流流經孔板前, 其流束必須與管道軸線平行, 不得有旋轉流, 特別不適用于脈動流的流量測量。但是在現場使用中, 實際流動狀態根本達不到這種理想的實驗室的參比條件要求, 由于氣井產水、壓縮機的增壓、用戶不均勻用氣、輸氣管道中未設置集液器、聚集在管道低處的天然氣凝液不均勻流動、調壓閥性能不穩、閥心彈動以及分離器放液閥的開關等干擾因素, 都會使計量管道中出現脈動流或渦流。從試驗中發現, 在孔板上游40D 的直管段產生渦流, 會使流量值示值低9%。
2、標準孔板節流裝置偏離標準的影響
孔板流量計的流出系數C 是在上游直管段充分長的實驗室的參比條件下, 即孔板節流裝置在滿足規定的技術指標下進行校準標定的, 應做到幾何尺寸相似和流體力學相似, 才具有其計量的特性曲線。當孔板前后的直管段長度、孔板和孔板夾持器未達到標準要求時, 特別是孔板入口直角尖銳度和測量管內壁粗糙度達不到標準要求時, 都會引起氣流流態的畸變而使流出系數C 值改變, 從而影響流量計準確度。據文獻[ 1] 可知, 對于小孔徑孔板, 入口邊緣只要有輕微的磨圓就會引起流量測量值5% 的負偏差, 嚴重磨蝕和中等沾污的孔板也會引起12% 的負偏差。
3、流量積算方法不當對計量的影響
標準孔板節流裝置與配置不同的二次測量儀表構成不同的流量積算方法。采用標準孔板流量計測量天然氣流量, 其流量值與天然氣組分、差壓、壓力、溫度等有關。流量測量系統未能嚴格按計量標準要求配置相應的測量儀表, 流量積算時氣體壓力、溫度和天然氣組分的變化未能得到*補償, 從而造成流量計準確度下降。
4、計量管理對計量的影響
由計量現場調查和歷年來的經驗表明, 計量過程中沒有嚴格執行計量管理規程中要求定期維修和檢驗, 會造成計量準確度下降。如節流裝置沒有定期地進行檢查清洗, 孔板取壓裝置嚴重污染, 孔板迎流面污物堆積, 使計量結果偏低, 附加誤差無法估計; 計量旁路管道閥門內漏, 使計量值偏低; 計量檢測器具使用和維護不當, 造成測量參數的附加誤差等。同時在流量各參數的測量和計算過程中有意或無意地滲進了人為因素, 造成不同程度的傾向性計量, 在校準、取值和計算過程中都向已方有利方面傾斜, 這無形中擴大了流量測量的不確定度。
